流浪行星起源揭新章：超级地球化身“守门员”

发布时间：2026年01月22日

继詹姆斯·韦布太空望远镜（JWST）于2023年在猎户座发现上百颗流浪行星（Free-floating Planets, FFP）候选体后，流浪行星的起源问题再揭新篇章。近日，由北京天文馆、西湖大学、清华大学、东京科学大学以及加州大学圣地克鲁兹分校研究人员组成的国际科学团队，提出了一项全新的流浪行星形成途径。

长久以来，银河系中通过微引力透镜探测到的流浪行星数量远超预期，但其起源始终成谜。主流观点分为两类：一是认定流浪行星独自在星际空间中诞生，二是猜测它们从原有行星系统中被“扔”出来。此项研究，恰恰为“抛射说”打开了一扇新窗口。

研究团队注意到一个有趣的现象：在类太阳恒星周围，拥有遥远冷木星的系统中，几乎总能找到一颗距离主星较近的超级地球，这意味着内、外行星之间或存在某种共生关系。研究团队据此推演出一条全新的流浪行星生产线：想象一颗远在数十倍日地距离之外的冷木星，受某种扰动（如恒星伴星的影响）后轨道变得极其扁长，化身为一个高速冲向恒星内侧的“入侵者”。当它闯入系统内部区域时，便会与那里驻守的超级地球狭路相逢。令人惊讶的是，即便是质量不及入侵者十分之一的超级地球，也能四两拨千斤，在数次交锋间，将木星质量的不速之客踢出母星系统，使其成为一颗无依无靠的流浪行星。

解析推导与数值模拟均表明，这是一种极其高效的抛射机制。超级地球犹如行星系统中的“守门员”，以绝妙的引力技巧，守护着内系统的稳定，将可能引发混乱的大质量入侵者清理出场。能量交换是其中的关键：入侵的冷木星轨道能量极低，只需超级地球给予一点轻微的“助推”，就足以让它脱离主星的引力束缚。

该机制不仅为观测到的大批大质量流浪行星提供了自洽的解释，也是我们理解行星系统“生态循环”的重要一步。它甚至对热木星的形成理论发出了挑战——众多拥趸的高偏心率迁移模型是否可行？

研究团队下一步将深入探究，这些超级地球“守门员”自身是否面临被恒星吞噬的风险，以及系统中幸存的行星将留下何种可观测的痕迹。这些预测将为未来TESS、PLATO及“地球2.0”等巡天任务提供明确的检验目标。

该论文已被国际核心期刊《天体物理学报》接收，预印本已在arXiv平台发布。论文第一作者为北京市科学技术研究院北京天文馆副研究员郑晓晨，通讯作者包括曹卓雅、井田茂（Shigeru Ida）教授、林潮（Douglas N.C. Lin）教授，以及毛淑德教授。

 图：超级地球四两拨千斤踢除冷木星形成流浪地球的示意图。

论文信息：  

《A Robust Launching Mechanism for Freely-Floating Planets from Host Stars with Close-in Planets》  

作者：郑晓晨, 曹卓雅, 井田茂（S. Ida）, 林潮（D. N. C. Lin）, 毛淑德 

预印本链接：arXiv: 2601.09835 

DOI: 10.3847/1538-4357/ae36a4